Aprendizaje por indagación en la enseñanza de las ciencias

Revista Eureka sobre Enseñanza y
Divulgación de las Ciencias
E-ISSN: 1697-011X
revista@apac-eureka.org
Asociación de Profesores Amigos de la
Ciencia: EUREKA
España
Romero-Ariza, Marta
El aprendizaje por indagación: ¿existen suficientes evidencias sobres sus beneficios en la
enseñanza de las ciencias?
Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, vol. 14, núm. 2, 2017, pp.
286-299
Asociación de Profesores Amigos de la Ciencia: EUREKA
Cádiz, España
Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=92050579001
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Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias 14 (2), 286–299, 2017 FUNDAMENTOS Y LÍNEAS DE TRABAJO
Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias
Universidad de Cádiz. APAC-Eureka. ISSN: 1697-011X
DOI: 10498/19218 http://hdl.handle.net/10498/19218
http://reuredc.uca.es
El aprendizaje por indagación: ¿existen suficientes
evidencias sobres sus beneficios en la enseñanza de las
ciencias?
Marta Romero-Ariza1,a
1
Departamento de Didáctica de las Ciencias. Facultad de Humanidades y Ciencias de la Educación.
Universidad de Jaén. España
a
mromero@ujaen.es
[Recibido en julio de 2016, aceptado en enero de 2017]
El objetivo de este artículo es reflexionar sobre los efectos y el potencial de la indagación en el aprendizaje de las
ciencias. Se presta especial atención al tamaño del efecto calculado a través de meta-análisis, que revisan
centenares de investigaciones publicadas en las últimas décadas. Los resultados se discuten tomando como
referencia los actuales desafíos asociados a la alfabetización científica, las pruebas PISA y la necesidad de una
enseñanza de las ciencias más relevante y significativa. En línea con recientes trabajos que reivindican una re-
conceptualización de esta metodología de enseñanza, el foco de discusión se desplaza hacia qué tipo de tareas de
indagación son las que realmente potencian el aprendizaje del alumnado, con las consiguientes implicaciones para
la práctica y la investigación en Didáctica de las Ciencias.
Palabras clave: Indagación; Modelización; Argumentación; Alfabetización científica; PISA.
Inquiry-Based Learning: is there enough evidence of its benefits in science education?
The aim of this paper is to reflect on the effects and potential of inquiry for science learning. Special attention is
paid to the size effect coming out from meta-analysis reviewing hundreds of research works published in the last
decades. Outcomes are discussed in the light of current challenges related to scientific literacy, PISA and the need
to provide a more relevant and meaningful science education. In line with recent works claiming for a
reconceptualization of this pedagogy, we shift the discussion to what kind of inquiry activities are those having a
bigger effect on students’ learning, drawing some implications for research and practice in science education.
Keywords: Inquiry; Modelling; Argumentation; Scientific Literacy; PISA.
Para citar este artículo: Romero-Ariza M. (2017). El aprendizaje por indagación, ¿existen suficientes evidencias
sobre sus beneficios en la enseñanza de las ciencias? Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias 14 (2),
286-299. Recuperado de: http://hdl.handle.net/10498/19218
Introducción: qué educación científica buscamos
Desde la segunda mitad del siglo XX los especialistas han reclamado una enseñanza de las
ciencias más relevante para el alumnado, que les permita comprender fenómenos y asuntos
cotidianos y desenvolverse adecuadamente en la vida. Esto ha sentado las bases para la
introducción del concepto de alfabetización científica (McConney, Oliver, Woods-McConney,
Schibeci y Maor 2014).
La alfabetización científica se ha convertido en un objetivo internacional clave para hacer
frente a los actuales desafíos de la humanidad (OCDE 2016). Algunos de ellos surgen a nivel
local y requieren la toma de decisiones individuales sobre aspectos que afectan a la propia
salud, a la calidad de vida, o al uso de los recursos materiales y energéticos. Los ciudadanos
deciden qué productos consumir, qué fuentes de energía utilizar, cómo viajar o qué iniciativas
apoyar o rechazar. Estas decisiones personales frecuentemente trascienden el ámbito local y
tienen repercusiones medioambientales y económicas que subrayan la importancia de educar
ciudadanos responsables e informados.

ROMERO-ARIZA M. QUÉ INDAGACIÓN EN EL AULA POTENCIA EL APRENDIZAJE DE LAS CIENCIAS?
287
Las consideraciones anteriores junto con el hecho de que vivimos en sociedades
profundamente afectadas por la ciencia y la tecnología enfatizan la necesidad de formar
individuos que sepan valorar los riesgos y beneficios derivados de los avances científicos y
tecnológicos y participar activamente en la discusión de temas socio-científicos controvertidos
(Ariza, Abril, Quesada y García 2014a). En este contexto ha tomado fuerza el concepto de
Investigación e Innovación Responsables (IIR) o Responsible Research and Innovation (RRI)
en el ámbito internacional, que recoge la preocupación por implicar a los diferentes sectores
sociales en las distintas etapas de investigación y desarrollo. Con ello se pretende asegurar que
los productos y los procesos de la ciencia están alineados con las necesidades, expectativas y
valores de la sociedad. En esta línea, el informe de expertos Science Education for Responsible
Citizenship enfatiza el papel de la educación científica en la preparación de individuos capaces
de participar activamente en IIR. Promover la IIR y la alfabetización científica a través de la
educación se han convertido por tanto en dos objetivos clave en el programa H2020 de la
Unión Europea (Comisión Europea 2015).
Las grandes metas educativas mencionadas plantean cuestiones importantes acerca de qué tipo
de enseñanza de las ciencias favorece el desarrollo de competencias científicas y permite la
formación de ciudadanos científicamente alfabetizados. En conclusión, re-definir los objetivos
de la enseñanza de las ciencias en términos de competencias, alfabetización científica y
preparación de ciudadanos para la IIR implica cuestionar qué metodologías favorecen dichos
resultados de aprendizaje y qué sistema de evaluación es coherente con este enfoque. A
continuación se revisa el concepto de alfabetización científica y su evaluación dentro del
marco PISA, con objeto de establecer el punto de referencia para discutir la adecuación de la
indagación como metodología docente.
La alfabetización científica
La alfabetización científica es el constructo central del programa PISA en ciencias (Programm
for International Student Assessment). PISA ha establecido un marco conceptual para
fundamentar y definir con precisión este constructo (Thomson, Hillman, y De Bortoli 2013;
William 2010). El término de alfabetización científica descrito para PISA 2015 responde a la
pregunta qué necesita la gente joven de hoy en día conocer, valorar y ser capaz de hacer en
situaciones en las que la ciencia y la tecnología están implicadas y refina los anteriores marcos
asociados a PISA 2006, 2009 y 2012, mostrando cómo el constructo ha ido evolucionando
con el tiempo.
En la evaluación de la alfabetización científica a través de PISA 2015 se presta atención a
cuatro aspectos íntimamente interrelacionados entre sí (OCDE 2016):
Contexto: se utiliza una amplia variedad de contextos tanto actuales como históricos que cubren
los ámbitos personales, locales, nacionales y globales del alumnado, en situaciones en las que
se puede requerir la comprensión y la capacidad de posicionarse y desenvolverse
adecuadamente en temas relacionadas con la ciencia y la tecnología.
Conocimiento: el alumnado ha entender los principales hechos, conceptos y teorías científicas
explicativas. No obstante, la definición de este dominio en PISA trasgrede el mero
conocimiento factual acerca del medio físico y los avances tecnológicos. Por el contrario, se
requiere también una comprensión de los procesos utilizados por la ciencia para generar dicho
conocimiento (conocimiento procesual), así como de los mecanismos que la ciencia utiliza
para fundamentar y validar dicho conocimiento (conocimiento epistemológico). La razón de
por qué es necesario que los individuos posean no solo conocimiento factual, sino procesual y
epistémico sobre la ciencia se justifica considerando que a lo largo de su vida, no adquirirán

288
conocimiento mediante investigaciones científicas, sino más bien, recurrirán a los medios de
comunicación, internet y otras fuentes para informarse. La forma de posicionarse crítica y
reflexivamente acerca de la información que encuentren, dependerá de su capacidad para
valorar hasta qué punto, esa información está avalada por procedimientos que garanticen su
validez y fiabilidad.
Competencias: PISA considera que la alfabetización científica requiere el dominio de tres
competencias específicas: explicar fenómenos científicamente, evaluar y diseñar
investigaciones científicas e interpretar datos y pruebas científicas. Estas tres competencias
están íntimamente relacionadas entre sí, ya que se recurre a la evaluación de pruebas y
evidencias y al uso de modelos científicos explicativos para dar respuesta a la cuestiones
científicas planteadas (Crujeiras y Jiménez-Aleixandre 2015; Jiménez Aleixandre, Bravo y Puig
2009).
Actitudes: Se evalúan una serie de actitudes entre las que se encuentran el interés por la ciencia
y la tecnología, la valoración de las investigaciones científicas y la ciencia como forma de
conocimiento y la conciencia medio-ambiental.
Las cuatro dimensiones en las que se apoya la evaluación de la alfabetización científica en
PISA (contexto, conocimiento, competencias y actitudes), no se entienden de forma aislada,
sino debidamente integradas. Los individuos necesitarán los tres tipos de conocimiento para
aplicar las competencias científicas a un amplio rango de contextos personales, locales,
nacionales y globales. Además, la motivación personal y el interés por las cuestiones científicas
y medio-ambientales influirán en el grado de implicación y desempeño del alumnado en
situaciones relacionadas con la ciencia y la tecnología.
Este marco conceptual refleja los resultados de aprendizaje perseguidos en la educación
científica actual y puede considerarse un referente interesante para reflexionar sobre la
adecuación de la metodología de aprendizaje por indagación para conseguir dichos resultados,
tal y como se mostrará más adelante. A continuación se describe qué es la indagación y por
qué ha recibido tanta atención en las últimas décadas.
El aprendizaje por indagación y los actuales retos en la enseñanza de la
ciencias
La indagación también conocida como aprendizaje por indagación, aprendizaje por
investigación, Inquiry-Based Learning (IBL) o Inquiry-Based Science Education (IBSE) en el
ámbito internacional, empezó a recibir atención en los años 60, pero realmente cobró
protagonismo en los 90 con la publicación de los National Science Education Standards en
América (NRC 1996, 2000).
En Europa, la publicación en 2007 del informe de expertos Science Education now: a renew
pedagogy for the future of Europe (Rocard 2007) en la que se afirma que las metodologías basadas
en la indagación son más efectivas (p. 7) ha impulsado numerosas iniciativas enfocadas a la
promoción de este enfoque en las aulas, tales como los proyectos europeos PRIMAS,
INQUIRE, MASCIL, SAILS, PROFILES, ENGAGE, IRRESISTABLE o PARRISE.
El aprendizaje por indagación también ha sido recomendado como metodología didáctica por
informes nacionales en distintos países. En Reino Unido, el gobierno publicó que las escuelas
que presentaban mejores resultados en las materias de ciencias y un mayor grado de
implicación y motivación del alumnado eran aquellas que utilizaban metodologías más
prácticas centradas en el desarrollo de habilidades de investigación (Ofsted 2011, p. 6). En
España, el informe de expertos ENCIENDE recomienda “un replanteamiento de las

289
metodologías de aula hacia propuestas donde la indagación y experimentación de cierta
duración tengan un papel más importante” (Couso, Jiménez, López-Ruiz, Mans, Rodríguez,
Rodríguez y Sanmartí 2009, p. 97).
Algunos de los grandes referentes en Naturaleza de la Ciencia afirman que “el conocimiento
actual sugiere que la mejor forma de aprender ciencias es a través de la indagación. Se cree que
los estudiantes aprender mejor los conceptos científicos haciendo ciencia” (Lederman,
Lederman y Antink 2013, p. 142-143).
Bevins y Price (2016) consideran que la indagación es el mejor método para enseñar ciencias,
promover habilidades de investigación en los estudiantes y ayudarles a interiorizar nuevo
conocimiento en la búsqueda de respuesta a preguntas científicas, previamente formuladas.
Así, afirman que “esta aproximación aporta al alumnado un mayor control del propio
aprendizaje y le permite navegar activamente por los caminos que aumentan su comprensión y
motivación y mejoran su actitud hacia la práctica científica, incrementando su auto-estima y su
capacidad para manejar nuevos datos en un mundo cada vez más complejo” (p. 19).
Pero, ¿qué entendemos por indagación en el aula? Una de las definiciones más referenciadas es
la aportada por el National Research Council (2000) a raíz de la publicación de los estándares
para la enseñanza de las ciencias. En esta definición la indagación se define como “una
actividad polifacética que incluye la observación, la formulación de preguntas, la búsqueda de
información en libros y otras fuentes para conocer lo que ya se sabe sobre un tema, el diseño y
planificación de investigaciones, la revisión de ideas atendiendo a la evidencia experimental
disponible, el manejo de herramientas asociadas a la adquisición, análisis e interpretación de
datos, la formulación de respuestas, explicaciones y predicciones y la comunicación de
resultados. La indagación requiere la identificación de asunciones, la aplicación del
pensamiento lógico y crítico y la consideración de explicaciones alternativas” (Ariza, Aguirre,
Quesada, Abril y García 2016a, p. 298).
En el informe de expertos Science Education for Responsible Citizenship (Comisión Europea 2015)
se define la indagación como un proceso complejo de construcción de significados y modelos
conceptuales coherentes, en el que los estudiantes formulan cuestiones, investigan para
encontrar respuestas, comprenden y construyen nuevo conocimiento y comunican su
aprendizaje a otros, aplicando el conocimiento de forma productiva a situaciones no familiares
(Comisión Europea 2015, p. 68).
En los últimos años se han propuesto nuevas conceptualizaciones de esta metodología.
Pedaste et al. (2015) proponen un modelo no lineal que incluye cinco fases y 9 sub-fases
interrelacionadas entre sí a través de múltiples caminos, que representan la diversidad de
posibles implementaciones en el aula. La discusión, comunicación y reflexión se proponen
como elementos transversales del modelo que determinan en gran medida la calidad de la
indagación llevada a cabo por el alumnado. Los autores justifican esta idea aludiendo a la
influencia que estas actividades tienen sobre la meta-cognición y auto-regulación del
aprendizaje.
Bevins y Price (2016) se fundamentan en la psicología y la filosofía de la ciencia para proponer
un modelo de indagación que incluye aspectos conceptuales, procedimentales, epistémicos y
personales distribuidos en tres grandes dimensiones. Los autores argumentan que su modelo
de indagación tiene en cuenta la influencia de los factores afectivos y motivacionales en el
aprendizaje y cómo, a través de la indagación, se facilitan actitudes positivas hacia la ciencia y
la apropiación de ideas y procesos científicos por parte de los estudiantes.
A pesar de los múltiples intentos de definir esta metodología y de los repetidos esfuerzos por
apoyar su uso en las aulas, uno de los problemas más importantes que nos encontramos es

290
que, bajo el término indagación, se ubican numerosas intervenciones didácticas que varían
considerablemente dependiendo del tipo de actividades llevadas a cabo por el alumnado y del
nivel de guía o apoyo ofrecido por el docente. Esta falta de consenso sobre qué implica
enseñar ciencias por indagación supone un obstáculo para extraer conclusiones claras acerca
de la influencia de esta metodología en el aprendizaje de las ciencias, tal y como se discutirá
más adelante.
El aprendizaje por indagación ¿existen evidencias sobre sus beneficios?
En este apartado intentaremos extraer conclusiones fundamentadas sobre los efectos de la
indagación en el alumnado. En primer lugar, comentaremos algunos trabajos que ponen en
tela de juicio la eficacia de esta metodología para, posteriormente, presentar un análisis más
detallado de las evidencias arrojadas por revisiones sistemáticas y meta-análisis, con objeto de
ofrecer una perspectiva rica y compleja que nos permita comprender mejor qué tipo de
actividades facilitan el aprendizaje de las ciencias.
La indagación, ¿favorece la alfabetización científica?
Varios investigadores han estudiado la correlación entre los resultados en las pruebas PISA y
el tipo de metodología predominante en el aula, tratando de buscar evidencias sobre si la
indagación promueve una mejor alfabetización científica y un mayor interés por las ciencias
(Areepattamannil, Freeman, y Klinger 2011; Lavonen y Laaksonen 2009; McConney et al.,
2014). En estos estudios experimentales el predominio de actividades de indagación en las
aulas resultó ser un predictor negativo del rendimiento académico en las pruebas PISA
(Areepattamannil 2012; McConney et al. 2014), aunque se encontró una correlación positiva
entre el uso de esta metodología y el interés y motivación por las ciencias.
No obstante, los propios autores discutieron las limitaciones de su trabajo señalando que, el
alumnado sometido a indagación, pudo haber adquirido un conocimiento más profundo sobre
los tópicos trabajados en clase, aunque no un dominio amplio de todos los contenidos
evaluables (Harlen 2010; McConney et al. 2014). Las pruebas PISA miden amplitud de
contenidos (OCDE 2016) y no tanto la profundidad de la comprensión del alumnado sobre
un determinado tema. Además, los autores apuntaron la necesidad de valorar el impacto de la
indagación sobre la alfabetización científica a largo plazo. Por último, se incidió en el hecho de
que los datos utilizados reflejaban la cantidad de IBL pero no su calidad. En relación a esto
último, indicaron la necesidad de comprender en profundidad cuáles son las actividades que
realmente favorecen la alfabetización científica, argumentado que “not all inquiry is created
equal” (McConney et al. 2014, p. 978) o lo que es lo mismo, la indagación en el aula no
siempre se entiende y se aplica del mismo modo. Estas afirmaciones dirigen el foco de
discusión sobre qué tipo de IBL favorece y potencia el aprendizaje, discusión que se retoma en
el siguiente apartado.
¿Produce la indagación mejores resultados que otras metodologías docentes?
A pesar de las elevadas expectativas depositadas en esta metodología y de sus repetidos
intentos de promoción a nivel político (Comisión Europea 2007, 2015; NRC 2000, 2012), la
indagación ha sido continuamente cuestionada por algunos autores como Kirschner, Sweller y
Clark (2006) o Mayer (2004), que alegan que es ingenuo pensar que los estudiantes pueden por
sí solos, a través del aprendizaje por indagación, llegar a una asimilación significativa de las
ideas y teorías científicas. Para posicionarnos respecto a estos cuestionamientos críticos
recurriremos a las evidencias arrojadas por la investigación especializada. Prestaremos especial

291
atención a los meta-análisis que miden el tamaño del efecto de esta metodología comparándola
con enfoques de enseñanza más tradicionales.
La idea de que la indagación mejoraba la enseñanza de las ciencias ha inspirado desde los
inicios hasta la actualidad multitud de trabajos de revisión y meta-análisis. Aunque ya en los 80
y principios de los 90 se publicaron algunas revisiones de la literatura importantes
(Bredderman 1983; Shymansky, Hedges, y Woodworth 1990; Weinstein, Boulanger, y Walberg
1982) y posteriormente se han publicado otras que mencionaremos (Alfieri, Brooks, Aldrich y
Tenenbaum 2011; Hatti 2009; Slavin, Lake, Hanley y Thurston 2014; Schroeder, Scott, Tolson,
Huang y Lee 2007), en este artículo vamos a comentar con más detenimiento los resultados
obtenidos por tres de las revisiones más recientes (Furtak, Seidel, Iverson y Briggs 2012;
Lazonder y Harmsen 2016; Minner, Levy, y Century, 2010). La selección viene motivada por la
complementariedad de criterios empleados por los autores en la inclusión de investigaciones,
así como por el hecho de que, de forma combinada, suponen la revisión sistemática de miles
de trabajos publicados desde los años 80 hasta la presente década.
Minner et al. (2010) realizaron una revisión sistemática de los trabajos publicados desde 1984
hasta 2002, continuando la síntesis de investigación publicada anteriormente por Brederman
(1983). Los autores emplearon 123 palabras clave relacionadas con la indagación en el aula
para asegurar la inclusión de investigaciones centradas en evaluar el efecto de esta metodología
sobre el aprendizaje del alumnado. En el proceso de selección de trabajos se prestó especial
atención al rigor metodológico de las investigaciones y a la medida de los resultados de
aprendizaje producidos en los estudiantes. De los 1027 trabajos obtenidos inicialmente, 443
cumplieron los criterios generales de inclusión. Los resultados asociados a 138 investigaciones
mostraron que, la cantidad de actividades enfocadas a promover la capacidad de pensar,
razonar y elaborar argumentos basados en evidencias, es un predictor positivo de la
comprensión de las ideas científicas por parte del alumnado sometido a aprendizaje por
indagación, lo que puede considerarse una evidencia importante a favor de los efectos
positivos de esta metodología.
Solapando en parte con el periodo de tiempo incluido en la anterior síntesis de la literatura,
Furtak, Seidel, Iverson y Briggs (2012) llevaron a cabo una revisión de investigaciones
publicadas entre los años 1996-2006, una década donde el aprendizaje por indagación recibió
especial atención dentro de la didáctica de las ciencias tras la publicación de los National
Science Education Standards (NRC 1996). En dicha revisión incluyeron solo trabajos
experimentales o cuasi-experimentales en inglés, con un diseño pre-post test con grupo
control y que midiesen el impacto en términos de aprendizaje, con suficientes datos
estadísticos, como para poder calcular el tamaño del efecto.
Para el análisis exhaustivo de investigaciones se estableció un sistema de categorías que
permitió clasificar los trabajos en función del dominio de indagación; es decir, del tipo de
actividades llevadas a cabo (procesuales, epistemológicas, conceptuales y sociales). Esta
categorización se justificó atendiendo al hecho de que, bajo el término indagación, se incluyen
numerosas intervenciones didácticas, no todas equiparables o comparables, lo que pone en
peligro la validez del constructo en un meta-análisis encaminado a valorar el tamaño del
efecto. Por otro lado, la clasificación de trabajos en función de dichas categorías permitió
valorar la eficacia del IBL, en función del dominio de indagación.
Furtak et al. (2012) también clasificaron los trabajos atendiendo al grado de estructuración de
la tarea, es decir, si se trataba de intervenciones fundamentalmente dirigidas por el alumnado o
con un importante nivel de guía por parte del profesorado.

292
Los resultados de dicho meta-análisis mostraron un tamaño del efecto medio de 0.50, siendo
este superior en aquellas intervenciones que incluían actividades epistemológicas o las que
combinan actividades epistemológicas con procesuales y sociales. Además, aquellos trabajos
categorizados como investigación guiada por el profesor presentaban un tamaño del efecto
0.40 superior que las investigaciones abiertas o no guiadas por el profesor (Furtak et al. 2012).
Aunque la revisión muestra tamaños del efecto significativos aunque moderados, se observa
como éstos se incrementa considerablemente cuando se implica al alumnado en determinadas
actividades de indagación y cuando el docente orienta adecuadamente el proceso. Estos
resultados son coherentes con los obtenidos en el meta-análisis de 164 estudios publicado por
Alfieri et al. (2011), que revelan que la indagación no guiada no facilita el aprendizaje mientras
que cuando el proceso está debidamente asistido por el profesor si se obtienen beneficios
importantes.
Recientemente, Lazonder y Harmsen (2016) han llevado a cabo un meta-análisis sobre las
investigaciones publicadas en las décadas comprendidas entre 1993-2013, aplicando criterios
de selección similares a los de Furtak et al. (2012). Sin embargo, en este caso las investigaciones
fueron clasificadas en función de los resultados de aprendizaje medidos y del tipo de guía
ofrecida por el profesorado. En relación a la primera dimensión, se distinguió entre destrezas
de investigación, calidad de los productos elaborados y aprendizaje adquirido. Respecto a la
segunda, se establecieron distintas categorías en función de la ayuda prestada por el docente
(limitar la complejidad del proceso, sintetizar hallazgos u ofrecer una visión global del estado
de la cuestión, sugerir determinadas acciones, ofrecer orientaciones sobre cómo realizar una
determinada acción, explicar…).
Los resultados muestran el efecto positivo de la indagación guiada en todos los casos con
distintos valores medios del tamaño del efecto en función del resultado de aprendizaje
considerado, con una media de 0.66 sobre las destrezas de investigación, de 0.71 sobre la
calidad de los productos generados por el alumnado y de 0.50 sobre el aprendizaje de los
estudiantes. Estos resultados muestran un tamaño del efecto moderado sobre el aprendizaje
de conceptos y un mayor impacto sobre el desarrollo de destrezas de indagación, lo que debe
tenerse en cuenta cuándo se plantean los resultados de aprendizaje perseguidos al utilizar esta
metodología y su evaluación.
A la vista de las evidencias de investigación podemos concluir que, el tamaño del efecto de la
indagación depende de la clase de actividades de indagación que se han llevado a cabo en el
aula, del nivel de guía o apoyo ofrecido por el docente y del tipo de resultado de aprendizaje
medido.
Conclusiones e implicaciones para la Didáctica de las Ciencias
Una de las conclusiones más evidentes a las que se llega al revisar la literatura especializada
sobre el tema, es que, a pesar de los repetidos intentos por definir los rasgos característicos del
aprendizaje por indagación, el término se utiliza como paraguas para integrar una gran
variedad de propuestas didácticas (Abd-el Khalik, BouJaoude, Duschl Lederman, Mamlok
Naaman, Hofstein, Niaz, Treagust y Tuan 2004; Anderson 2002; Couso 2014; Furtak et al.
2012).
La existencia de múltiples interpretaciones sobre lo que significa enseñar por indagación tiene
implicaciones importantes que se discutirán a continuación:
En primer lugar y tal y como se ha mencionado anteriormente, dificulta la extracción de
conclusiones claras sobre los efectos de esta metodología en el aprendizaje del alumnado. Bajo

293
el término indagación se recogen multitud de intervenciones, que varían significativamente en
el tipo de actividades llevadas a cabo por el alumnado, en su grado de autonomía y en el nivel
de guía recibido. De esta forma, a veces se compara un grupo experimental que plantea
cuestiones sobre un determinado tema de actualidad, busca información en la web y elabora
respuestas basadas en evidencias, frente a un grupo control en el que el profesor explica los
contenidos. En otras ocasiones se compara un grupo de estudiantes formulando hipótesis y
diseñando su propios experimentos, con otro que desarrolla prácticas clásicas de laboratorio.
Encontramos trabajos que contrastan la investigación de un fenómeno físico a través de una
simulación por ordenador con otras metodologías de clase más tradicionales. Además, el grado
de autonomía del alumnado varía significativamente de unos trabajo a otros. Esta situación
dificulta la definición clara del constructo, suponiendo un serio obstáculo para aquellos meta-
análisis que pretenden obtener evidencias acerca del tamaño del efecto del IBL respecto a
otras metodologías.
La falta de consenso acerca de qué supone enseñar por indagación tiene otra implicación
importante y es que, da cabida a interpretaciones pobres y poco adecuadas de este enfoque.
De acuerdo con Couso (2014), muy a menudo se plantea una indagación sin objetivos de
aprendizaje conceptuales, cuyo principal propósito es implicar y motivar al alumnado o
promover habilidades de indagación. No obstante, no se debe confundir estar involucrado y
activo físicamente con estar motivado y activo intelectualmente, y hemos de reflexionar sobre
si las habilidades que se trabajan en el alumnado y la imagen de la ciencia que se comunica son
las adecuadas.
Más allá de la mera adquisición de destrezas técnico-manipulativas, se deben fomentar
habilidades de indagación de orden superior, así como actividades epistémicas que transmitan
una visión adecuada sobre la naturaleza de la ciencia (Chinn y Malhotra 2002). Hemos de
cuestionar las tareas centradas en los pasos del método científico, que refuerzan una imagen
empirista e ingenua de la ciencia; por el contrario se ha de enfatizar el papel fundamental de las
ideas explicativas en el desarrollo de conocimiento científico y la función semántica de la
ciencia (construcción de teorías y modelos para dar sentido a lo que nos rodea).
En esta línea habría que conceder un mayor protagonismo a la argumentación y la
modelización, no solo como componentes esenciales de la ciencia, sino como catalizadores de
la actividad cognitiva y del aprendizaje significativo del alumnado y por tanto, ingredientes
clave de una indagación de calidad. Esta postura es compartida por numerosos autores que
defienden una indagación enfocada a la modelización (Couso 2014) y está avalada por las
evidencias de la investigación comentadas anteriormente, que asocian mayores tamaños de
efecto a aquellas tareas de indagación que combinan aspectos epistémicos con sociales y que
involucran al alumnado en el razonamiento y la explicación de evidencias.
La importancia de fomentar el razonamiento y la reflexión en el alumnado, así como la
evaluación de ideas alternativas y la argumentación están en línea con propuestas recientes de
re-conceptualización de la indagación en el aula (Pedaste et al. 2015), así como con los nuevos
estándares de ciencia en Estados Unidos (NRC 2012; NGSS 2013). La revisión de estos
estándares pretende por una lado, garantizar que la enseñanza de las ciencias por indagación
sea más coherente con una visión adecuada de la ciencia y por otro, definir con mayor claridad
qué tipo de procesos se priorizan en el aula y qué resultados de aprendizaje se quieren
promover (Osborne 2014). En el modelo que subyace a los nuevos estándares de ciencias se
distinguen tres grandes dimensiones: la investigación, la evaluación y la articulación de
explicaciones y soluciones. La evaluación se presenta como la dimensión clave que relaciona
los datos y las evidencias arrojadas por la investigación, con el ámbito de las ideas, es decir,
con las teorías y modelos explicativos, facilitando la validación de éstos (Osborne 2014).

294
Otro de los aspectos vinculado a lo que podría considerarse una indagación de calidad es el hecho
de trabajar no sólo sobre preguntas investigables, sino preguntas con una clara orientación
científica. Frecuentemente se descuida la importancia de orientar la investigación sobre
cuestiones que den sentido a ideas científicas clave, es decir, con objetivos conceptuales y una
clara orientación hacia la construcción de teorías y modelos científicos que expliquen las
evidencias disponibles. Para ello es necesario procurar contextos significativos que impliquen
cognitiva y emocionalmente al alumnado y promuevan el desarrollo tanto de destrezas, como
de conocimiento científico.
Si pretendemos que la indagación en el aula repercuta en una mejora en la enseñanza de las
ciencias, hemos de diseñarla y articularla teniendo en mente los resultados de aprendizaje que
queremos alcanzar. De acuerdo a lo expuesto anteriormente, además de buscar la motivación e
implicación cognitiva del alumnado, la indagación ha de ir enfocada a promover destrezas de
investigación coherentes con una visión adecuada de la ciencia, fomentar la argumentación
basada en evidencias, el contraste y evaluación de ideas alternativas y la construcción de teorías
y modelos científicos explicativos. Por último, es necesario asegurar una evaluación coherente
de dichos resultados de aprendizaje y reflexionar sobre su contribución al desarrollo de la
alfabetización científica.
Un análisis de los rasgos fundamentales asociados a lo que hemos denominado una indagación
de calidad, muestra su paralelismo con el marco conceptual de PISA para la evaluación de la
alfabetización científica (OCDE 2016).
Tabla 1. Qué modelo de indagación favorece la alfabetización científica de acuerdo con el marco de evaluación de
PISA.
Aspectos clave PISA Indagación de calidad
Contexto
Capacidad de transferir
conocimiento y habilidades a una
amplia variedad de contextos.
Búsqueda de contextos y
cuestiones que faciliten el
desarrollo de destrezas de
investigación y la construcción
significativa de conocimiento
científico.
Motivación y actitudes
Interés por la ciencia.
Valoración de la ciencia.
Motivación e implicación en la
investigación de cuestiones
científicas.
Apropiación de la “cultura
científica”, valoración de la
naturaleza de la ciencia.
Competencias
Explicar fenómenos
científicamente, evaluar y diseñar
investigaciones científicas e
interpretar datos y pruebas
científicas.
Investigar cuestiones científicas,
evaluar ideas alternativas teniendo
en cuenta los datos y evidencias
disponibles y construir
explicaciones coherentes
(investigar, interpretar,
argumentar y modelizar).
Conocimiento Procesual, epistémico y fáctico.
Conocimiento de ciencias
(comprensión de ideas científicas)
y sobre la ciencia (forma en la que
se construye dicho conocimiento).

295
La tabla 1 ilustra el paralelismo entre los aspectos clave del marco para la evaluación de la
alfabetización científica y lo que ha sido definido como una indagación de calidad. Este
paralelismo sugiere que la indagación bien diseñada y articulada constituye una metodología
adecuada para promover la alfabetización científica. No obstante, no podemos finalizar sin
llamar antes la atención sobre el papel clave que el docente juega en la implementación de
dicha indagación de calidad.
Hattie (2009), tras revisar más de 50000 estudios y 800 meta-análisis relacionando
metodologías docentes con resultados académicos, concluyó que los mejores resultados se
asocian al profesor “activador”, que es definido como aquel que facilita la meta-cognición y la
regulación del propio aprendizaje en el alumnado.
Aunque esta conclusión es general y no está específicamente vinculada a la enseñanza por
indagación, se considera que los beneficios de la indagación sobre el aprendizaje del alumnado
se ven fuertemente afectados por la forma en la que el docente planifica, articula y orienta el
proceso (Couso 2014; Hmelo-Silver, Duncan y Chinn 2007; Kawalkar y Vijapurkar 2013). Su
papel como orientador y activador de la capacidad de pensar y razonar del alumnado es
esencial si se quiere huir del fracaso atribuido al aprendizaje por descubrimiento y dar
respuesta a las visiones críticas sobre la indagación exhibidas por algunos autores (Kirschner,
et al. 2006; Mayer 2004).
Lejos de una concepción ingenua de la indagación como aprendizaje por descubrimiento, las
investigaciones comentadas en apartados anteriores señalan que los mejores resultados de
aprendizaje se obtienen con la indagación guiada (Furtak et al. 2012; Lazonder et al. 2016;
Minner et al. 2010). Esto es coherente con una concepción del aprendizaje en la que el
alumnado construye nuevo conocimiento estimulado por el docente dentro de la zona de
desarrollo próximo de Vygotsky (Shayer 2003).
No obstante, es necesario reconocer el gran reto que supone trasladar este modelo de
enseñanza al aula (Gil, Martínez, De la Gándara, Calvo y Cortés 2008; Kawalkar y Vijapurkar
2013). Diversos autores discuten las creencias y necesidades del profesorado al respecto, así
como las barreras encontradas por los docentes para su implementación (Abril, Ariza,
Quesada y García, 2014; Anderson 2002; Newman, Abell, Hubbard, McDonald, Otaala y
Martini 2004). Sin embargo, algunos trabajos muestran cómo una adecuada formación
específica puede modificar las concepciones didácticas sobre el aprendizaje y la eficacia de los
enfoques de enseñanza (Martínez-Chico, Jiménez Liso y López-Gay 2015) y reducir la
percepción de obstáculos para la utilización de la indagación en el aula (Godoy, Segrra y Di
Mauro 2014), aunque se reclama un mayor número de propuestas coherentes de formación de
profesorado (Jiménez-Tenorio y Oliva 2016).
No obstante, aún en los casos en los que se ofrecen materiales y desarrollo profesional
especializado, el profesorado encuentra dificultades importantes para la implementación de
una indagación de calidad en el aula. Grigg Kelly, Gamoran y Borman (2013) han estudiado en
profundidad como los docentes facilitan la generación de preguntas investigables en el aula y
promueven la obtención de evidencias por parte del alumnado. Sin embargo, sus estudios
ponen de manifiesto el gran desafío que supone para el profesorado fomentar en los
estudiantes el razonamiento y la justificación de argumentos.
Lo anteriormente expuesto apunta a la necesidad de diseñar y evaluar programas de desarrollo
profesional que ofrezcan un adecuado apoyo al profesorado en este ámbito. Dichos
programas deben de estar fundamentados en la investigación especializada sobre formación
eficaz de profesorado (Ariza, Abril, Quesada y García, 2014; Ariza, Quesada, Abril y García,
2016b) y permitir el desarrollo de competencias docentes específicas tales como guiar la

296
investigación del alumnado, usar preguntas que fomenten el razonamiento, promover
interacciones constructivas, construir sobre lo que el alumnado ya sabe y utilizar la evaluación
como herramienta de aprendizaje (Ariza et al. 2014).
Como conclusión de todo lo expuesto anteriormente, cabe destacar que, tras varias décadas
reivindicando el potencial del IBL para mejorar la enseñanza de las ciencias, es necesario
cambiar el foco de discusión de la mera promoción de la indagación en el aula, a la utilización
de actividades enfocadas a promover el pensamiento crítico, la argumentación y la
modelización en el alumnado, así como ofrecer una adecuada formación de profesorado en
este ámbito, para implementar una indagación de calidad.
Agradecimientos
Se expresa un especial agradecimiento a los revisores de este trabajo cuyos comentarios y sugerencias han
contribuido notablemente a la mejora del mismo.
Referencias bibliográficas
Abd-el Khalik F., BouJaoude S., Duschl R., Lederman N.G., Mamlok Naaman R., Hofstein
A., Niaz M., Treagust D., Tuan, L. (2004) Inquiry in science education: International
perspectives. Science Education 88(3), 397-419.
Abril, A.M., Ariza, M.R., Quesada, A., García, F.J. (2014) Creencias del profesorado en
ejercicio y en formación sobre el aprendizaje por investigación. Revista Eureka sobre
enseñanza y divulgación de las Ciencias 11, 22-33. Recuperado de:
http://hdl.handle.net/10498/15710
Anderson R.D. (2002) Reforming science teaching: What research says about inquiry? Journal
of Science Teacher Education 13(1), 1-2.
Alfieri L., Brooks P.J., Aldrich N.J., Tenenbaum H.R. (2011) Does discovery-based instruction
enhance learning? Journal of Educational Psychology 103, 1–18. doi:10.1037/a0021017
Areepattamannil S. (2012) Effects of inquiry-based science instruction on science achievement
and interest in science: Evidence from Qatar. The Journal of Educational Research 105(2),
134–146.
Areepattamannil S., Freeman J.G., Klinger D.A (2011) Influence of motivation, self-beliefs
and instructional practices on science achievement of adolescents in Canada. Social
Psychology of Education 14, 233–259.
Ariza, M.R., Abril, A.M., Quesada, A., García, F.J. (2014b) Bridging inquiry based learning and
science education on socio scientific issues: contributions to the PARRISE European
Project. En INTED2014, Proceedings 8th International Technology, Education and Development
Conference (pp. 2599-2607). Valencia: IATED Academy
Ariza, M.R., Aguirre, D., Quesada, A., Abril, A.M., García. F.J. (2016a) ¿Lana o metal? Una
propuesta de aprendizaje por indagación para el estudio de las propiedades térmicas de
materiales comunes. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias 15(2), 297-311.
Recuperado de: http://reec.uvigo.es/volumenes/volumen15/REEC_15_2_7_ex1017.pdf
Ariza, M.R., Quesada, A., Abril, A.M., García, F.J. (2016) Promoting Responsible Research
through Science Education. Design and Evaluation of a Teacher Training Program. En
INTED2016 Proceedings 10th International Technology, Education and Development Conference
(pp. 3941-3950). Valencia: IATED Academy.

297
Bevins, S., Price, G. (2016) Reconceptualising inquiry in science education. International Journal
of Science Education 38(1), 17-29.
Bredderman T. (1983) Effects of activity-based elementary science on student outcomes: A
quantitative synthesis. Review of Educational Research 53, 499–518.
doi:10.3102/00346543053004499
Chinn, C., Malhotra, B.A. (2002) Epistemologically authentic Inquiry in schools: A theoretical
framework for evaluating inquiry tasks. Science Education 86, 175-218.
Couso D., Jiménez M. P., López-Ruiz J., Mans C., Rodríguez C., Rodríguez J.M., Sanmartí, N.
(2011) Informe ENCIENDE: Enseñanza de las Ciencias en la Didáctica escolar para edades
tempranas en España. Madrid: Rubes Editorial.
Couso (2014) De la moda de “aprender indagando” a la indagación para modelizar: una
reflexión crítica. En M. A. Héras, A. Lorca, B. Vázquez, A. Wamba, R. Jiménez.
Investigación y transferencia para una educación en ciencias: Un reto emocionante (pp. 1-28).
Huelva: Servicio de Publicaciones Universidad de Huelva.
Crujeiras, B., Jiménez-Aleixandre, M.P. (2015) Análisis de la competencia científica de
alumnado de secundaria: respuestas y justificaciones a ítems de PISA. Revista Eureka
sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias 12(3), 385-401.
http://revistas.uca.es/index.php/eureka/article/view/2931
Furtak E.M., Seidel T., Iverson H., Briggs D.C. (2012) Experimental and Quasi-Experimental
Studies of Inquiry-Based Science Teaching. Review of Educational Research 82(3), 300-329.
Gil Quílez, M.J., Martínez Peña, M.B., De la Gándara Gómez, M., Calvo Hernández, J.M.,
Cortés Gracia, A. (2008) De la universidad a la escuela: no es fácil la indagación
científica. Revista Interuniversitaria de Formación del Profesorado 63 (22,3), 81-100.
Godoy, A.V., Segrra, C.I., Di Mauro, M.F. (2014) Una experiencia de formación docente en el
área de Ciencias Naturales basada en la indagación escolar. Revista Eureka sobre
Enseñanza y Divulgación de las Ciencias 11(3), 381-397. Recuperado de:
http://hdl.handle.net/10498/16590
Grigg J., Kelly K.A., Gamoran A., Borman, G.D. (2013) Effects of two scientific inquiry
profesional development interventions on teaching practice. Educational Evaluation and
Policy Analysis 35(1), 38 – 56.
Harlen W. (Ed.) (2010) Principles and big ideas of science education. Hatfield, UK: Association for
Science Education.
Hattie, J. (2009) Visible Learning, A synthesis of over 800 meta-Analyses relating to achievement, (2nd.
Edition), Routledge: New York.
Hmelo-Silver, C., Duncan, R., Chinn, C. (2007) Scaffolding and achievement in problem-
based learning and inquiry learning: A response to Kirschner, Sweller, and Clark (2006)
Educational Psychologist 42(2), 99-107.
Jiménez Aleixandre, M.P., Bravo, B., Puig, B. (2009) ¿Cómo aprende el alumnado a usar y
evaluar pruebas? Aula de Innovación Educativa 186, 10- 12.
Jiménez-Tenorio, N., Oliva, J.M. (2016) Aproximación al estudio de las estrategias didácticas
en ciencias experimentales en formación inicial del profesorado de Educación
Secundaria: descripción de una experiencia. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación
de las Ciencias 13(1), 121-136. Recuperado de: http://hdl.handle.net/10498/18018

298
Kawalkar, A., Vijapurkar, J. (2013) Scaffolding Science Talk: The role of teachers' questions in
the inquiry classroom. International Journal of Science Education 35(12), 2004-2027.
Kirschner P.A., Sweller J., Clark R.E. (2006) Why minimal guidance during instruction does
not work: An analysis of the failure of constructivist, discovery, problem-based,
experiential, and inquiry-based teaching. Educational Psychologist 41, 75–86.
doi:10.1207/s15326985ep4102_1
Lavonen J., Laaksonen S. (2009) Context of teaching and learning school science in Finland:
Reflections on PISA 2006 results. Journal of Research in Science Teaching 46, 922 – 944.
Lazonder A.W., Harmsen R. (2016) Meta-Analysis of Inquiry-Based Learning Effects of
Guidance. Review of Educational Research 20(10), 1-38. DOI 10.3102/0034654315627366.
Lederman N.G., Lederman J.S., Antink A. (2013) Nature of science and scientific inquiry as
contexts for learning of science and achievement of scientific literacy. International
Journal of Education in Mathematics, Science and Technology 1(3), 138 – 147.
Mayer R.E. (2004) Should there be a three-strikes rule against pure discovery learning? The
case for guided methods of instruction. American Psychologist 59, 14–19.
doi:10.1037/0003-066X.59.1.14
Martínez-Chico, M., Jiménez Liso, M.R., López-Gay R., (2015) Efecto de un programa
formativo para enseñar ciencias por indagación basada en modelos, en las
concepciones didácticas de los futuros maestros. Revista Eureka sobre Enseñanza y
Divulgación de las Ciencias 12(1), 149-166. Recuperado de: http://hdl.handle.net/10498/16929
McConney A., Oliver M.C., Woods-McConney A., Schibeci R., Maor D. (2014) Inquiry,
Engagement, and Literacy in Science: A Retrospective, Cross-National Analysis Using
PISA 2006. Science Education 98(6), 963-980.
Minner D., Levy A., Century J. (2010) Inquiry-based science instruction—What is it and does
it matter? Results from a research synthesis years 1984 to 2002. Journal of Research in
Science Teaching 47, 474–496. doi: 10.1002/tea.20347
National Research Council. (1996). National Science Education Standards. Washington, DC: The
National Academy Press.
National Research Council. (2000). Inquiry and the National Science Education Standards. A Guide
for Teaching and Learning. Washington, D.C.: National Academy Press.
National Research Council. (2012). A Framework for K-12 science education: Practices crosscutting
concepts, and core ideas. Washington, DC: National Academy Press.
NGSS Lead States. (2013). Next generation science standards: For states, by states. Washington, DC:
The National Academies Press.
Newman, W.J., Abell, S.K., Hubbard, P.D., McDonald, J., Otaala, J., Martini, M. (2004)
Dilemmas of Teaching Inquiry in Elementary Science Methods. Journal of Science Teacher
Education 15(4), 257-279.
OCDE, (2016) PISA 2015 Assessment and Analytical Framework: Science, Reading, Mathematic and
Financial Literacy. Paris: OECD Publishing. doi: 10.1787/9789264255425-en
Ofsted (2011) Successful science: An evaluation of science education in England 2007 – 2010.
Manchester, UK: Ofsted.
Osborne, J. (2014) Teaching scientific practices: Meeting the challenge of change. Journal of
Science Teacher Education 25(2), 177-196.

299
Pedaste M., Mäeots M., Siiman L.A., De Jong T., Van Riesen S.A., Kamp E.T., Tsourlidaki E.
(2015) Phases of inquiry-based learning: Definitions and the inquiry cycle. Educational
research review 14, 47-61.
Schroeder C.M., Scott T.P., Tolson H., Huang T.-Y., Lee Y.H. (2007) A metaanalysis of
national research: Effects of teaching strategies on student achievement in science in
the United States. Journal of Research in Science Teaching 44, 1436–1460.
doi:10.1002/tea.20212
Shayer M. (2003) Not just Piaget; not just Vygotsky, and certainly not Vygotsky as alternative
to Piaget. Learning and instruction 13(5), 465-485.
Slavin, R.E., Lake, C., Hanley, P., Thurston, A. (2014) Experimental evaluations of elementary
science programs:Abest-evidence synthesis. Journal of Research in Science Teaching 51(7),
870–901.
Shymansky J.A., Hedges L.V., Woodworth G. (1990) A reassessment of the effects of inquiry-
based science curricula of the 60’s on student performance. Journal of Research in Science
Teaching 27, 127–144. doi:10.1002/tea.3660270205
Thomson S., Hillman K., De Bortoli L. (2013) A teacher’s guide to PISA scientific literacy.
Camberwell: Australian Council for Educational Research.
Weinstein T., Boulanger F.D., Walberg H.J. (1982) Science curriculum effects in high school:
A quantitative synthesis. Journal of Research in Science Teaching 19, 511–522.
doi:10.1002/tea.3660190610
Wiliam D. (2010) What Counts as Evidence of Educational Achievement? The Role of
Constructs in the Pursuit of Equity in Assessment. Review of Research in Education 34,
254-284.

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